1. Canal anionique dépendant de la tension (VDAC) :
La membrane mitochondriale externe contient des canaux anioniques dépendants de la tension (VDAC) qui permettent le passage de petites molécules et d'ions, dont le Ca²⁺, vers le bas de leur gradient électrochimique. Les VDAC sont régulés par les modifications du potentiel membranaire et peuvent faciliter l'afflux de Ca²⁺ dans l'espace intermembranaire mitochondrial.
2. Uniporteur Ca²⁺ mitochondrial (MCU) :
La membrane mitochondriale interne contient un uniporteur Ca²⁺ spécifique connu sous le nom d'uniporteur Ca²⁺ mitochondrial (MCU). Le complexe MCU se compose de plusieurs sous-unités qui forment un canal par lequel les ions Ca²⁺ peuvent pénétrer dans la matrice mitochondriale. Le complexe MCU est hautement sélectif pour le Ca²⁺ et est régulé par divers signaux et facteurs cellulaires, notamment l'activité des capteurs de Ca²⁺ et le gradient électrochimique à travers la membrane mitochondriale interne.
3. Ca²⁺/H⁺ Antiporteur :
En plus du MCU, la membrane mitochondriale interne contient également un antiporteur Ca²⁺/H⁺. Cet antiporteur utilise le gradient de protons généré par la chaîne de transport d'électrons pour piloter l'échange d'ions Ca²⁺ contre des ions H⁺. L'antiporteur Ca²⁺/H⁺ contribue à l'accumulation de Ca²⁺ dans la matrice mitochondriale en utilisant le gradient de protons comme source d'énergie.
4. Échangeur mitochondrial Ca²⁺/Na⁺ :
Certaines mitochondries végétales possèdent un échangeur Ca²⁺/Na⁺ qui assure l'échange des ions Ca²⁺ contre les ions Na⁺. Cet échangeur aide à maintenir l'homéostasie du Ca²⁺ au sein des mitochondries en extrudant l'excès de Ca²⁺ en échange de Na⁺.
5. Phosphatidylsérine Décarboxylase (PSD) :
La phosphatidylsérine décarboxylase (PSD) est une enzyme impliquée dans la synthèse de la phosphatidyléthanolamine (PE), un composant phospholipidique des membranes mitochondriales. L'activité PSD a été liée à l'absorption du Ca²⁺ dans les mitochondries, et il est suggéré que le processus de décarboxylation génère un gradient de protons qui pilote le transport du Ca²⁺.
Ces mécanismes fonctionnent de concert pour réguler l’afflux de Ca²⁺ dans les mitochondries végétales. L'absorption de Ca²⁺ est cruciale pour diverses fonctions mitochondriales, notamment la production d'énergie, la signalisation des espèces réactives de l'oxygène (ROS) et la régulation des voies métaboliques. En maintenant des niveaux de Ca²⁺ appropriés, les plantes peuvent optimiser la fonction mitochondriale et assurer une production d'énergie cellulaire et une homéostasie appropriées.
